中國波浪能開發(fā)現(xiàn)狀與未來趨勢分析

中國波浪能開發(fā)現(xiàn)狀與未來趨勢分析一、波浪能發(fā)電裝機分類波浪能發(fā)電原理是通過波浪能捕捉裝置吸收波浪能，吸收的波浪能通過傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換為機械能，最后將機械能轉(zhuǎn)化成電能?，F(xiàn)有波浪能捕捉裝置包括振蕩水柱式、擺式、越浪式、鴨式、筏式、點吸式等。依據(jù)其作用原理，可分為壓力差式、越浪式、浮體式和擺式四類：波浪能發(fā)電裝機分類資料來源：CNKI，產(chǎn)業(yè)研究院整理相關(guān)報告：產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2030年中國波浪能行業(yè)市場全景監(jiān)測及投資前景展望報告》二、波浪能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析1、全球海洋能累計裝機容量海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等形式存在于海洋之中。作為可再生、清潔能源，海洋能的開發(fā)和利用對于服務(wù)海洋資源開發(fā)緩解能源緊缺，以及應(yīng)對全球氣候變化等具有重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)統(tǒng)計，2022年全球海洋能累計裝機容量為524MW。2013-2022年全球海洋能累計裝機容量資料來源：IRENA，產(chǎn)業(yè)研究院整理2、全球波浪能新增裝機容量全球有多個國家在進行波浪能發(fā)電研究，英國、美國、澳大利亞、丹麥和西班牙等國的波浪能開發(fā)技術(shù)和應(yīng)用規(guī)模居世界領(lǐng)先地位。盡管全球有不少波浪能發(fā)電裝置進行了長期海試，但惡劣環(huán)境下裝置的生存能力、長期工作可靠性、高效能量轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)問題仍然有待突破。據(jù)統(tǒng)計，2021年全球波浪能新增裝機容量為1385千瓦,2022年降為165千瓦。2013-2022年全球波浪能新增裝機容量資料來源：EMEC，產(chǎn)業(yè)研究院整理3、中國波浪能裝機容量我國自20世紀60年代起已經(jīng)開始波浪能發(fā)電研究相關(guān)工作，經(jīng)過一定年限的技術(shù)積累和科研單位隊伍的不斷發(fā)展壯大，波浪能發(fā)電技術(shù)取得一定的技術(shù)攻破與發(fā)電效率的穩(wěn)步提高。據(jù)統(tǒng)計，2015年我國波浪能裝機容量為0.2MW，截至2022年達到1.52MW。2015-2022年我國波浪能裝機容量情況資料來源：公開資料，產(chǎn)業(yè)研究院整理4、中國波浪能主要裝機項目目前開發(fā)的波浪能裝置約40個裝機容量范圍在10W到500kW之間。2012年，廣州能源研究所成功研制了“鷹式一號”，該裝置啟動波高為0.5m，最大工作波高2.5m，總裝機容量20kW，鷹式波浪能發(fā)電裝置實現(xiàn)了我國大型波浪能轉(zhuǎn)換技術(shù)由岸式向漂浮式的成功轉(zhuǎn)變。目前國內(nèi)波浪能產(chǎn)業(yè)主要裝機項目資料來源：公開資料，產(chǎn)業(yè)研究院整理5、中國波浪能裝機規(guī)模分布目前國內(nèi)波浪能產(chǎn)業(yè)中，大型項目較少，因此行業(yè)裝機容量集中度較高，舟山號、長山號、先導(dǎo)一號項目占比較高，項目規(guī)模分別占比33%、33%與17%。2022年我國波浪能主要項目裝機規(guī)模分布（單位：%）資料來源：公開資料，產(chǎn)業(yè)研究院整理三、中國波浪能技術(shù)未來趨勢1、多自由度裝置和陣列化發(fā)電多自由度裝置通過釋放裝置自由度提高波能捕獲能力，通過多個自由度耦合手段實現(xiàn)不同海況下波浪能的最大化。另外，還通過波浪能轉(zhuǎn)換裝置的模塊化實現(xiàn)發(fā)電裝置陣列化。通過多自由度選擇以達到最優(yōu)輸出功率，根據(jù)波浪場條件來合理優(yōu)化陣列布局。多自由度和陣列化將是波浪能發(fā)電技術(shù)未來的研究方向，也是研究難點。2、多能互補耦合發(fā)電波浪能開發(fā)由于成本高、不穩(wěn)定、效率低使得商業(yè)使用存在一定困難。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，能量傳遞速率與風(fēng)的產(chǎn)生、風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水的作用距離有關(guān)。海上風(fēng)能發(fā)電技術(shù)更為成熟，且波浪能和風(fēng)能都有各自的技術(shù)局限、難點。將波浪能和海上風(fēng)能相結(jié)合，協(xié)同開發(fā)利用，降低了發(fā)電成本，因此，可一定程度上提高海上能源的利用率。風(fēng)能和波浪能相輔相成，相互依托，實現(xiàn)風(fēng)能與波浪能一體化聯(lián)合發(fā)電。風(fēng)能和波浪能相耦合發(fā)電是當(dāng)前海洋能發(fā)電領(lǐng)域研究的熱點，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。3、多功能綜合平臺未來對波浪能發(fā)電裝置的研發(fā)將以廣州能源所